２３章：一定圧力における水蒸気の生成

    作成2012.07.19(2012.07.24修正）

  1. 飽和蒸気表
    　水蒸気の物性は理論的に求めるものでは無く、実験的に求める必要があります。
    　水蒸気の物性として基本的な表に飽和蒸気表があります。

    表23-1　飽和蒸気表
    t p ｖ’ ｖ’’ ｉ’ ｉ’’
    ℃ kp/cm2 m3/kg m3/kg kcal/kg kcal/kg
    0 0.006 0.001 206.300 0 597.2
    5 0.009 0.001 147.200 5 599.4
    10 0.012513 0.0010004 106.400 10.04 601.60
    15 0.017376 0.0010010 77.990 15.04 603.80
    20 0.023830 0.0010018 57.840 20.03 606.00
    25 0.032290 0.0010030 43.410 25.02 608.20
    30 0.043250 0.0010044 32.930 30.00 610.40
    35 0.057330 0.0010061 25.250 34.99 612.50
    40 0.075200 0.0010079 19.550 39.98 614.70
    45 0.097710 0.0010099 15.280 44.96 616.80
    50 0.125780 0.0010121 12.050 49.95 619.00
    55 0.16051 0.0010145 9.584 54.94 621.00
    60 0.20310 0.0010171 7.682 59.94 623.20
    65 0.25500 0.0010199 6.206 64.93 625.20
    70 0.31770 0.0010228 5.049 69.93 627.30
    75 0.39310 0.0010258 4.136 74.94 629.30
    80 0.48290 0.0010290 3.410 79.95 631.30
    85 0.58940 0.0010323 2.830 84.96 633.20
    90 0.71490 0.0010359 2.361 89.98 635.10
    95 0.86190 0.0010396 1.981 95.01 637.00
    100 1.03320 0.0010435 1.673 100.04 638.90
    105 1.23180 0.0010474 1.419 105.08 640.70
    110 1.4609 0.0010515 1.210 110.12 642.50
    115 1.7239 0.0010558 1.036 115.18 644.30
    120 2.0245 0.0010603 0.891 120.30 646.00
    125 2.3666 0.0010650 0.770 125.30 647.70
    130 2.7544 0.0010697 0.6680 130.40 649.30
    135 3.1920 0.0010746 0.5817 135.50 650.80
    140 3.6850 0.0010798 0.5084 140.60 652.20
    145 4.2370 0.0010850 0.4459 145.80 654.00
    150 4.8540 0.0010906 0.3924 150.90 655.50
    155 5.5400 0.0010963 0.3464 156.10 656.90
    160 6.3020 0.0011021 0.3068 161.30 658.30
    165 7.1460 0.0011082 0.2724 166.50 659.60
    170 8.0760 0.0011144 0.2426 171.70 660.90
    175 9.1010 0.0011210 0.2166 176.90 662.10
    180 10.2250 0.0011275 0.1939 182.20 663.20
    185 11.456 0.0011345 0.1739 187.50 664.30
    190 12.800 0.0011415 0.1564 192.80 665.30
    195 14.265 0.0011490 0.1410 198.10 666.20
    200 15.857 0.0011565 0.1273 203.50 667.00
    205 17.585 0.0011645 0.1151 208.90 667.70
    210 19.456 0.0011726 0.1043 214.30 668.30
    215 21.477 0.0011812 0.0947 219.80 668.80
    220 23.659 0.0011900 0.0861 225.30 669.20
    225 26.007 0.0011991 0.07845 230.80 669.50
    230 28.531 0.0012088 0.07153 236.40 669.70
    235 31.239 0.0012186 0.06530 242.10 669.70
    240 34.140 0.0012291 0.05970 247.70 669.60
    245 37.244 0.0012400 0.05465 253.50 669.40
    250 40.560 0.0012512 0.05006 259.20 669.00
    255 44.100 0.0012629 0.04591 265.00 668.40
    260 47.870 0.0012755 0.04213 271.00 667.80
    265 51.880 0.0012888 0.03870 277.00 666.90
    270 56.140 0.0013023 0.03557 283.00 665.90
    275 60.660 0.0013169 0.03272 289.20 664.80
    280 65.460 0.0013321 0.03010 295.30 663.50
    285 70.540 0.0013484 0.02771 301.60 661.90
    290 75.920 0.0013655 0.02552 308.00 660.20
    295 81.600 0.0013837 0.02350 314.40 658.30
    300 87.610 0.0014036 0.02163 321.00 656.10
    305 93.950 0.0014250 0.01991 327.70 653.60
    310 100.640 0.0014480 0.01830 334.60 650.80
    315 107.690 0.0014720 0.01682 341.70 647.80
    320 115.130 0.0014990 0.01544 349.00 644.20
    325 122.950 0.0015290 0.01415 356.50 640.40
    330 131.180 0.0015620 0.01295 364.20 636.00
    335 139.850 0.0015980 0.01183 372.30 631.10
    340 148.960 0.0016410 0.01076 380.70 625.60
    345 158.540 0.0016920 0.00976 389.60 619.30
    350 168.130 0.0017470 0.00880 398.90 611.90
    355 179.240 0.0018140 0.007875 409.50 603.20
    360 190.420 0.0019070 0.006963 420.90 592.80
    365 202.110 0.0020300 0.006060 434.20 579.60
    370 214.680 0.0022300 0.005000 452.30 559.30
    374 225.200 0.0027900 0.003470 485.30 512.70


  2. 1気圧の飽和蒸気特性
    表23-1の飽和蒸気表から
    （１）沸点ｔ＝100℃
    （２）圧力 p=1.0332 kp/cm2
    （３）比容積(液体) ｖ’=0.0010435 m3/kg
    （４）比容積(気体) ｖ’’=1.673 m3/kg
    （５）エンタルピ(液体) ｉ’=100.04 kcal/kg
    （６）エンタルピ(気体) ｉ’’=638.9 kcal/kg
    　となります。
    （７）圧力 p=1.0332 kp/cm2における沸点がｔ＝100℃です。
    （８）液体が気体なると1.673/0.0010435＝1603倍の容積になります。
    （９）0℃から100℃まで変化させるのに必要なエネルギーはｉ’=100.04 kcal/kgです。従って、0℃から100℃ま での平均比熱はcpm＝100.004/100＝1.00004 kcal/kg・degとなります。（近似的にcpm＝1kcal/kg・deg）
    （１０）100℃の液体を100％気体にするのに必要なエネルギｒは、ｒ＝i’’-i’＝638.9-100.04＝538.86 kcal/kgで す。気化熱rは大きなエネルギが必要となります。
    　以上は、表23-1の飽和蒸気表の解釈の一例です。


  3. 飽和蒸気の臨界点
    　表23-1飽和蒸気表の圧力を縦軸、比容積を横軸にとったグラフを図23-1に示します。

    　図23-1において、液体の比容積を青、気体の比容積を橙で示しています。図23-1からわかるように、圧力が低いと液体と気体 の比容積の差が大きく、圧力が大きいと液体と気体の比容積の差が小さくなります。
    　臨界点（tcr=374.15℃、pcr＝225.6kp/cm2)においては、液体と気体の比容積が一致します。一般に臨界点以上の温度において は、理想気体に近い特性を示します。


  4. 水蒸気の乾き度と湿り度
    　図23-2に水蒸気の乾き度説明図を示します。
    　図23-2において、圧力p1の一定で変化するとします。
    （１）a点は液体の状態です。
    （２）加熱により温度が上昇し、b点（沸点）に達します。
    （３）さらに加熱すると温度は沸点で一定のまま、水蒸気を発生します。
    （４）加熱の過程で、水蒸気と液体の割合が変化します。水蒸気が0％をx=0、100％をx=1と定義します。
    　水蒸気の質量%を水蒸気の乾き度と定義します。また1-xを湿り度と定義します。
    　図中のe点で示します。
    （５）水蒸気が100%となった点をｃ点で示します。
    （６）さらに加熱すると、温度が上昇し、比容積が増大します。これをd点で示します。

    　水蒸気の乾き度をxとした場合の、比容積ｖｘは

    となります。あるいは

    となります。また、湿り度は

    となります。









２４章：液体の熱量、内部エネルギ、エンタルピおよびエントロピに行く。

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